基于多活性代理的航天测控设备监控系统

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1、基于多活性代理的航天测控设备监控系统李旸2016年1月中图分类号：V556；V57UDC分类号：623.396.94基于多活性代理的航天测控设备监控系统作者姓名李旸学院名称信息与电子学院指导教师胡进副教授答辩委员会主席李刚研究员申请学位工学硕士学科专业信息与通信工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年1月AerospaceTT&CEquipmentMonitoringandControlSystemBasedonMulti-LivingAgentCandidateName：YangLiSchoo

2、lorDepartment:SchoolofInformationandElectronicsFacultyMentor:Prof.JinHuChairThesisCommittee：Prof.GangLiDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：InformationandCommunicationEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，2016研究成果声明本人郑

3、重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要信息系统用于获取、处理、存储和传播信息，是人类技术进步的产物。随着技术的发展，信息系统从早期数据处理系统，到后来的管理信息系统，再到

4、现在的决策支持系统，经历了结构从简单到复杂、功能从低级到高级、控制从人工到智能的发展过程。根据这个趋势，未来的信息系统还将更多的物理实体融入在内，形成信息物理融合系统，又称为赛博物理系统。赛博物理系统中的物理实体由于嵌入了计算单元，所以具有更多的智能，它们以自组织的形式组成更复杂更庞大的系统，而且还能根据自身状态和环境调节行为和改变与其它物理设备的连接方式，进而能改变系统的拓扑结构以适应变化。结合信息系统发展趋势和本文研究的航天测控系统，可以分析出未来航天测控系统的发展趋势，但是我国在建设航天测控系统早期

5、采用了“烟囱式”的架构，导致了信息交流不充分、设备重复建设、资源利用率低、难以拓展等问题。由于航天测控系统是一个庞大而复杂的系统，研究整个系统是非常困难的，根据实际情况和现有条件，本文选取设备监控系统进行研究，这个系统是航天测控系统重要组成部分，而且具有典型的“烟囱式”架构，研究并解决这个子系统的问题有助于解决整个系统的问题。在测控系统发展过程中，测控设备来源于多家单位，与这些设备配套的客户端软件也是各单位自行研发。由于航天测控设备和客户端软件的生产和研发没有统一规范，它们使用的协议和数据格式各有不同，难

6、以集中管理。为了能够实时监测设备的运行情况，第一时间发现问题，只能安排测控中心的工作人员时刻监视客户端。虽然这样的方法能够满足现在的需要，但是随着在轨航天器数量的不断增加，将会有越来越多的测控设备投入使用，仅仅依靠人工对测控设备进行监控是远远不能满足需求的。另一方面，如果增加新的测控设备，需要重新开发客户端软件，工作量较大。由于以上问题由烟囱式架构引起，所以我们需要新的架构。为了解决现有架构带来的问题，新的架构能从系统层面考虑问题，统一信息格式，提高组件的利用率，避免组件的重复建设，而且在拓展结构时所需的

7、工作尽可能少。另一方面，为了使设备监控系统能够适应未来的发展趋势，这个架构还应考虑组件的自组织结构和系统结构的动态变化。为了达到这个目的，本文基于多活性代理理论，提出面向活性的架构。多活性代理理论是面向活性架构的理论基础，这个理论是王越院士为了解决现有I北京理工大学硕士学位论文系统理论难以应用到工程实践这一问题，以事物核心机理和运动规律为基础，结合多年工程实践经验，提出的分析设计复杂信息系统的理论。该理论将自组织加入活性的概念拓展为活性自组织，将系统划分为以管控代理为核心的多活性代理系统，并提出四层活性保

8、持机制。以多活性代理理论为基础的面向活性架构，改变传统的自顶向下的设计模式，以“重机理轻结构”为根本理念，将随时间变化的系统视为动力学系统，并结合多活性代理理论中的活性自组织概念，利用活性代理体现系统的动力学特征，通过设计代理对不同情况的反映来提高整个系统对环境的适应能力。多活性代理理论把代理和系统能够完成指定任务的能力定义成活性，所以面向活性的架构以提高系统活性作为设计系统的最终目标，并提出三个架构设计原则和七个活性代理设计